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2002考研数学一真题及答案详解
一、填空题(本题共5小题,每小题3分,满分15分.把答案填在题中横线上)
(1)
= _____________.
(2)已知
,则
=_____________.
(3)
满足初始条件
的特解是_____________.
(4)已知实二次型
经正交变换可化为标准型
,则
=_____________.
(5)设随机变量
,且二次方程
无实根的概率为0.5,则
=_____________.
二、选择题(本题共5小题,每小题3分,满分15分.每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求,把所选项前的字母填在题后的括号内)
(1)考虑二元函数
的四条性质:
①
在点
处连续, ②
在点
处的一阶偏导数连续,
③
在点
处可微, ④
在点
处的一阶偏导数存在.
则有:
(A)②
③
① (B)③
②
①
(C)③
④
① (D)③
①
④
(2)设
,且
,则级数
为
(A)发散 (B)绝对收敛
(C)条件收敛 (D)收敛性不能判定.
(3)设函数
在
上有界且可导,则
(A)当
时,必有
(B)当
存在时,必有
(C) 当
时,必有
(D) 当
存在时,必有
.
(4)设有三张不同平面,其方程为
(
)它们所组成的线性方程组的系数矩阵与增广矩阵的秩都为2,则这三张平面可能的位置关系为

(5)设
和
是相互独立的连续型随机变量,它们的密度函数分别为
和
,分布函数分别为
和
,则
(A)
+
必为密度函数 (B) 
必为密度函数
(C)
+
必为某一随机变量的分布函数 (D) 
必为某一随机变量的分布函数.
三、(本题满分6分)
设函数
在
的某邻域具有一阶连续导数,且
,当
时,若
,试求
的值.
四、(本题满分7分)
已知两曲线
与
在点
处的切线相同.求此切线的方程,并求极限
.
五、(本题满分7分)
计算二重积分
,其中
.
六、(本题满分8分)
设函数
在
上具有一阶连续导数,
是上半平面(
>0)内的有向分段光滑曲线,起点为(
),终点为(
).
记
,
(1)证明曲线积分
与路径
无关.
(2)当
时,求
的值.
七、(本题满分7分)
(1)验证函数
(
)满足微分方程
.
(2)求幂级数
的和函数.
八、(本题满分7分)
设有一小山,取它的底面所在的平面为
面,其底部所占的区域为
,小山的高度函数为
.
(1)设
为区域
上一点,问
在该点沿平面上何方向的方向导数最大?若此方向的方向导数为
,写出
的表达式.
(2)现欲利用此小山开展攀岩活动,为此需要在山脚下寻找一山坡最大的点作为攀登的起点.也就是说要在
的边界线上找出使(1)中
达到最大值的点.试确定攀登起点的位置.
九、(本题满分6分)
已知四阶方阵
,
均为四维列向量,其中
线性无关,
.若
,求线性方程组
的通解.
十、(本题满分8分)
设
为同阶方阵,
(1)若
相似,证明
的特征多项式相等.
(2)举一个二阶方阵的例子说明(1)的逆命题不成立.
(3)当
为实对称矩阵时,证明(1)的逆命题成立.
十一、(本题满分7分)
设维随机变量
的概率密度为

对
独立地重复观察4次,用
表示观察值大于
的次数,求
的数学期望.
十二、(本题满分7分)
设总体
的概率分布为
其中
(
)是未知参数,利用总体
的如下样本值 3,1,3,0,3,1,2,3.
求
的矩估计和最大似然估计值.
2002年考研数学一试题答案与解析
一、填空题
(1)【分析】 原式
(2)【分析】 方程两边对
两次求导得
①
②
以
代入原方程得
,以
代入①得
,再以
代入②得
(3)【分析】 这是二阶的可降阶微分方程.
令
(以
为自变量),则
代入方程得
,即
(或
,但其不满足初始条件
).
分离变量得 
积分得
即
(
对应
);
由
时
得
于是
积分得
.
又由
得
所求特解为
(4)【分析】 因为二次型
经正交变换化为标准型时,标准形中平方项的系数就是二次型矩阵
的特征值,所以
是
的特征值.
又因
,故
(5)【分析】 设事件
表示“二次方程
无实根”,则
依题意,有 
而 
即 
二、选择题
(1)【分析】 这是讨论函数
的连续性,可偏导性,可微性及偏导数的连续性之间的关系.我们知道,
的两个偏导数连续是可微的充分条件,若
可微则必连续,故选(A).
(2)【分析】 由
充分大时即
时
,且
不妨认为
因而所考虑级数是交错级数,但不能保证
的单调性.
按定义考察部分和


原级数收敛.
再考察取绝对值后的级数
.注意
发散
发散.因此选(C).
(3)【分析】 证明(B)对:反证法.假设
,则由拉格朗日中值定理,

(当
时,
,因为
);但这与
矛盾
(4)【分析】 因为
,说明方程组有无穷多解,所以三个平面有公共交点且不唯一,因此应选(B).
(A)表示方程组有唯一解,其充要条件是
(C)中三个平面没有公共交点,即方程组无解,又因三个平面中任两个都不行,故
和
,且
中任两个平行向量都线性无关.
类似地,(D)中有两个平面平行,故
,
,且
中有两个平行向量共线.
(5)【分析】 首先可以否定选项(A)与(C),因

对于选项(B),若
则对任何
,
因此也应否定(C),综上分析,用排除法应选(D).
进一步分析可知,若令
,而
则
的分布函数
恰是


三、【解】 用洛必达法则.由题设条件知
由于
,故必有
又由洛必达法则 

及
,则有
.
综上,得
四、【解】 由已知条件得


故所求切线方程为
.由导数定义及数列极限与函数极限的关系可得

五、【分析与求解】
是正方形区域如图.因在
上被积函数分块表示
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